湿式过氧化氢催化氧化降解喹啉及其机理

采用浸渍法制备了负载型铜铁氧化物催化剂,并以喹啉为目标污染物,建立了湿式过氧化氢催化氧化(CWPO)体系。研究了反应温度、初始pH、H2O2和催化剂投加量对喹啉去除效果的影响,并分析了CWPO体系中iOH的作用及喹啉的降解路径。结果表明,CWPO对喹啉具有很好的去除效果,反应30 min喹啉的去除率可达到100%,反应60 min矿化率可达到88.34%。确定了最佳反应温度为80℃,初始pH为7,H2O2和催化剂投加量分别为29.15mmol·L-1和4 g·L-1。iOH氧化在CWPO降解喹啉体系中起主导作用,其平均产生速率为1.69×10-6mmol·L-1·min-1。推测了CWPO降解喹啉的4种可能路径,在中性和酸性条件下,分别生成以吡啶环或苯环为主的中间产物。

响应面法优化污泥炭催化湿式过氧化氢氧化降解间甲酚模拟废水

以污水处理厂剩余污泥为原料制备硝酸改性活性炭,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理间甲酚模拟废水,以实现剩余污泥的资源化利用.使用物理吸附、程序升温脱附(TPD)、X射线荧光光谱(XRF)等表征方法对污泥炭的物理化学性质进行测定.而后采用响应面法(RSM)优化污泥炭CWPO降解间甲酚的反应条件,选取反应温度、反应时间、初始pH值、过氧化氢(H_2O_2)投加量及催化剂投加量为影响因子,总有机碳(TOC)去除率为响应值,应用中心组合设计(CCD)建立响应值与各影响因子之间关系的二次多项式数学模型,采用后退回归法进行模型精简,并通过方差分析对模型进行可信程度检验.优化结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为120 min,初始pH=3.00,H_2O_2投加量为2.03 g·L^(-1),催化剂投加量为0.78 g·L^(-1)的条件下,可达到最佳效果,此时预测模型的TOC去除率为44.6%,间甲酚转化率为100%.通过模型验证实验得到的TOC去除率为46.6%,仅与理论值相差2.0%,在95%的置信区间内,说明该模型具有可靠性.最后采用GC-MS对污泥炭CWPO降解间甲酚中间产物进行分析.

用催化湿式过氧化氢氧化法降解间硝基苯磺酸钠的影响因素

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解,比较了不同的催化剂(Co/Bi,Mn/Ce,Cu/Mn/Ce,Cu(NO3)2,活性炭)和氧化剂(过氧化氢和氧气)对间硝基苯磺酸钠的降解效率,并研究了催化剂用量、初始氧分压、间硝基苯磺酸钠浓度、过氧化氢用量、反应温度对去除效率的影响.结果表明,以Cu(NO3)2为催化剂的CWPO法对间硝基苯磺酸钠具有较理想的降解效果,反应温度、过氧化氢用量和间硝基苯磺酸钠的浓度对降解反应具有显著的影响,氧气和催化剂的加入能提高反应效率,此外,升温过程也对CWPO降解间硝基苯磺酸钠有较大影响.

Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚

采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe-Mn/AC催化剂,应用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)间甲酚废水.通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成,通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态,结果表明,新型Fe-Mn/AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在.通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素,结果表明,各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始p H值>反应温度>反应时间>催化剂投加量.通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件.当间甲酚浓度为100 mg·L-1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0.6 g·L-1及底物初始p H值为3时,间甲酚转化率为99.8%,TOC去除率为28.3%.气相色谱/质谱联用没有检测到中间产物,气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸.

紫外辐照-催化湿式过氧化氢氧化技术处理酸性大红GR染料废水

采用自制的负载型CuO-ZnO-CeO2/γ-Al2O3催化剂,常温常压下通过紫外辐照-催化湿式氧化技术处理酸性大红GR模拟染料废水。考察了催化剂加入量、H2O2加入量、废水pH、反应时间、初始酸性大红GR质量浓度等对废水脱色率的影响。实验得到最佳工艺条件为初始酸性大红GR质量浓度200 mg/L,催化剂加入量10.0 g/L,H2O2加入量2.0 mL/L,废水pH 4,反应时间2 h。最佳工艺条件下废水脱色率达99.33%。

催化湿式过氧化氢氧化农药废水Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的研究

研究了Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的载体粒度、负载量、焙烧温度和Ce添加量等因素对催化剂活性及稳定性的影响,其最佳制备条件为:80—100目SiO2载体、4%负载量,700℃焙烧温度,0.16%Ce添加量.利用BET比表面积、XRD和金属溶出量对催化剂进行了表征.结果表明:Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂催化湿式过氧化氢氧化降解处理吡虫啉农药废水,在催化剂用量10g.l-1,反应温度110℃,双氧水用量为理论需用量,进水pH值为9.0,反应60min的条件下,COD去除率为88.7%,活性组分溶出量较小.

常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺的研究

采用浸渍焙烧法制备了几种负载型催化剂,以偶氮染料模拟废水为处理对象,考察了这几种催化剂在常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺中的催化活性。研究结果表明,Feγ/-A l2O3的催化活性和稳定性最好。处理质量浓度为500m g/L的甲基橙模拟废水,当Feγ/-A l2O3和H2O2加入量分别为30g/L和330m g/L时,处理3h后,废水的脱色率为79.67%,COD去除率为80.92%,总有机碳去除率达72.88%。在上述相同工艺条件下,分别处理质量浓度为500m g/L的甲基橙、酸性橙和活性黑模拟废水,其中,甲基橙较易被降解,酸性橙次之,活性黑最难被降解。

Fe-Al-MMT催化湿式过氧化氢氧化处理焦化废水

采用离子交换法制备了Fe-Al交联蒙脱土(Fe-Al-MMT)催化剂,通过BET、XRD对催化别进行了表征。采用催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)法处理模拟焦化废水。讨论了初始pH值、H_2O_2的浓度和反应温度对焦化废水处理效果的影响。结果表明:当焙烧温度为350℃时,催化剂比表面积较大,活性组分在载体上分散均匀,在初始pH=3,H_2O_2浓度为3150 mg/L条件下反应3 h,COD去除率可达87.11%,活性组分铁离子溶出量为4.78 mg/L。

催化湿式过氧化氢氧化法的研究

本文提出了通过浸渍法制备的四种氧化物为主活性组分的负载固定型催化剂,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理印染中间体H-酸废水的一种新方法。通过实验确定了催化湿式氧化的条件,不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3催化剂性能较好,在常温常压,pH=5～7,反应30min时,COD的去除率>80%,色度去除率>90%。

催化湿式过氧化氢氧化法处理甲基橙

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化处理甲基橙AO52。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,在染料初始质量浓度200 mg/L时,温度175℃、压力0.3 MPa、H2O266 mg/L、pH7、反应时间2.0 h、Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8 g/L的最佳条件下,甲基橙AO52色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为94.4%和92.3%。

Fe/活性炭催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝

以活性炭为载体,采用浸渍法制备Fe/AC催化剂,通过扫描电镜、X射线衍射对催化剂进行表征,研究AC以及Fe/AC催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝的性能,考察了反应温度对其催化性能的影响。结果显示:Fe/AC对亚甲基蓝的去除率达99%,COD去除率达86%,处理后水样COD值达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准。

微波强化催化湿式过氧化氢氧化法处理二甲亚砜生产废水

采用浸渍焙烧法制得了CuO_x-CeO_2/GAC催化剂,以H_2O_2为氧化剂,建立了微波强化催化湿式过氧化氢氧化工艺,对初始质量浓度为1 000 mg/L的二甲亚砜废水,催化剂投加质量浓度80 g/L,H_2O_2投加质量浓度800 mg/L,150 W微波功率辐照3 min,p H不需调整的条件下,二甲亚砜的去除率可达到85%以上。催化剂的SEM和XRD表征及活性组分ICP溶出结果说明,活性组分铜在催化剂表面以单质Cu和Cu_2O形式存在,变价形态对微波能具有更好的吸收作用,可以强化催化湿式氧化反应,助剂铈的加入提高了催化剂表面活性组分的分散性,使催化活性点位增加,并显著提高了催化剂的稳定性和使用寿命。

催化湿式过氧化氢氧化苯酚的诱导期研究

针对黏土基催化剂催化过氧化氢(H_2O_2)氧化苯酚过程中诱导期发生机制及影响因素尚不清楚的问题,采用自制化学反应装置和批动力学试验方法,研究了诱导期发生的原因及其关键影响因子。结果表明:H_2O_2扩散或吸附到催化剂金属活性位及随后的表面修饰(通过≡Fe(Ⅲ)还原到≡Fe(Ⅱ)降低p H)共同决定了诱导期;Fermi’s方程能很好地拟合苯酚氧化过程(R^2>0.99);反应温度和溶液p H强烈影响诱导时间(t_I),随温度增加和p H降低,t_I分别从59和129 min降到22和0 min(没有诱导期),而催化剂与H_2O_2浓度对t_I的影响相对较小,随催化剂和H_2O_2浓度增加,t_I分别从69和75 min降到32和52min。尽管诱导时间可通过调整反应参数来缩短或消除,但考虑到成本和环境风险,在用黏土基催化剂处理实际含酚废水时应采用适宜的反应条件:H_2O_2和苯酚摩尔比为15,催化剂浓度为0.8~1.0 g/L,温度为30~40℃,不调整介质p H,反应时间为2 h。

催化湿式过氧化氢氧化预处理有机磷农药废水的研究

以自制Fe2O3-Ce O2/γ-Al2O3为催化剂,采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)预处理有机磷农药废水,通过单因素和正交试验研究了过氧化氢投加量、起始p H、反应温度和反应时间对COD的去除效果及影响规律。结果表明,反应最优条件为H2O2投加量2 m L、起始p H=5、反应温度80℃、反应时间40 min,在此条件下COD的去除率可达85.8%,可生化性提高到B/C=0.43。运用一级动力学模型和Arrhenius经验公式,建立了催化湿式过氧化氢氧化降解COD的动力学方程。

过氧化氢湿式催化氧化技术处理高浓度染料废水的研究

本文以过氧化氢(H2O2)为氧化剂,在常温常压下,对高浓度染料废水用湿式催化过氧化氢氧化法(Catalytic Wet Hy drogen Peroxide Oxidation简称CWPO)处理,可达到比较满意的结果.通过实验室的小试规模确定了各种湿式催化氧化的条件,通过不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3(摩尔比2:4:2:1)催化剂性能较好,当反应在常温常压下,维持pH在弱酸性的范围,反应时间为40～60min,COD的去除率大于80%,色度去除率大于90%,达到了比较满意的处理效果.

Fe/γ-Al_2O_3催化湿式过氧化氢氧化间甲酚废水

采用等体积浸渍法制备Fe/γ-Al2O3催化剂,以500 mg·L-1间甲酚为模型化合物评价催化剂的活性及稳定性.考察了反应温度、初始pH、过氧化氢投加量和催化剂焙烧温度对催化剂催化活性和稳定性的影响.结果表明:350℃焙烧的Fe/γ-Al2O3催化剂,在3.0 g·L-1催化剂投加量,60℃反应温度,H2O2理论投加量,初始pH值为4.0,反应2 h的条件下,间甲酚转化率及TOC去除率分别达到99.9%和58.6%.考察了多相、均相催化剂在反应中的作用,结果表明Fe/γ-Al2O3的多相催化在反应过程中起主要作用.

催化湿式过氧化氢氧化处理酸性橙Ⅱ动力学研究

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)处理酸性橙Ⅱ染料废水,研究催化氧化过程中酸性橙Ⅱ的反应动力学。通过正交试验考察反应温度、初始pH值、H2O2浓度、催化剂量对酸性橙Ⅱ降解效果的影响,得到最佳反应条件为:反应温度60℃,初始pH=3,H2O2浓度24 mmol/L及催化剂0.050 g,酸性橙Ⅱ脱色率接近100%,COD去除率为77.66%。各反应条件对降解效果的影响顺序为:反应温度>初始pH>H2O2浓度>催化剂量。过氧化氢催化氧化酸性橙Ⅱ过程符合Fermi方程动力学模型,通过Marquardt-Levenberg算法回归计算得到动力学参数。

Fe/AC湿式催化过氧化氢氧化法处理印染废水的研究

以商品活性炭为原料,先用稀盐酸浸泡预处理,然后采用浸渍—微波法制备了负载型Fe/AC催化剂,对酸性品红模拟印染废水进行催化湿式过氧化氢氧化处理(CWPO),研究处理工艺条件对Fe/AC催化活性的影响。结果表明,对商品活性炭进行预处理能显著提高Fe/AC的催化活性,同时Fe/AC的CWPO工艺对酸性品红的脱色效果优于其吸附能力。当Fe/AC投加量浓度为3.2 g/L、30%H_(2)O_(2)加入量为0.2 m L、初始酸性品红溶液浓度为200 mg/L、反应时间为120min、反应温度为55℃、p H为3时脱色率最大,达到了94.07%。

Fe/ZSM-5分子筛催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理间甲酚废水的研究

采用等体积浸渍法制备Fe/ZSM-5催化剂,并用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)反应处理间甲酚模型废水。结果表明,Fe的负载量为1%时催化活性和稳定性最优;3.0-F/Z-5催化剂在高温下催化活性的提高主要是溶出Fe的均相催化作用。利用BET、XRD、UV-Vis DR和NH3-TPD对催化剂进行表征并分析其构效关系。结果表明,ZSM-5负载Fe后比表面积减小、5 nm孔减少,说明部分氧化铁在分子筛孔道或表面发生沉积;Fe物种在ZSM-5表面分散均匀;催化剂活性位点为弱酸中心和小尺寸氧化铁颗粒协同作用。

湿式过氧化氢氧化法处理吡虫啉农药废水研究

为优化反应条件,在2L压力反应器内,对吡虫啉农药废水进行湿式过氧化氢氧化(WPO)和催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)降解处理,考察了过氧化氢加入量、反应温度、进水pH值和催化剂等对反应过程与污染物降解的影响规律。结果表明,WPO和CWPO能在温和的条件下降解难于生物降解的吡虫啉农药废水。温度为110℃,压力为0.6MPa,过氧化氢用量为理论用量,进水pH值为3.5的条件下,WPO处理吡虫啉农药废水,COD去除率为47.7%;采用非均相Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂,pH值为7.0,其他条件相同时,CWPO对相同吡虫啉农药废水的COD去除率可达89.1%。计算得CWPO和WPO基于COD的第1阶段表观活化能分别为11.2kJ/mol和29.6kJ/mol。湿式过氧化氢氧化法为农药废水的处理提供了一种经济有效的方法。